¿Cuáles son los modos de falla de cojinetes comunes de las bombas centrifugales horizontales?

Bombas centrifugales horizontales son uno de los equipos centrales para transmitir líquidos en la industria moderna. Su operación estable depende en gran medida del soporte y la lubricación del sistema de rodamiento. Como el componente de transmisión clave entre el eje de la bomba y el rotor del motor, una vez que el cojinete falle, conducirá directamente a una mayor vibración, una rotación deficiente e incluso al apagado repentino de la unidad de la bomba.

Spalling de fatiga
Durante la operación de alta velocidad de los rodamientos de rodamientos, sus anillos internos, los anillos exteriores y los elementos rodantes continúan soportando cargas alternativas, lo que hace que las microgrietas en la superficie del material se expandan gradualmente, y eventualmente las partículas de metal se caigan, es decir, el fenómeno de "fatiga". Este spalling formará pozos y pozos en la pista de carreras, lo que dará como resultado un aumento de la vibración, el aumento del ruido y la operación inestable. El desprendimiento de fatiga generalmente es causado por una operación a largo plazo, dureza de material insuficiente, mala calidad de lubricante o carga de rodamiento excesiva.

Falla de lubricación
La mala lubricación es una de las principales causas de daño temprano a los rodamientos horizontales de la bomba centrífuga. Cuando la cantidad de aceite lubricante (o grasa) es insuficiente, la viscosidad no coincide, el ciclo de lubricación es demasiado largo y el agua y las impurezas se mezclan, la película lubricante se romperá y se producirá fricción seca en la superficie del metal. En casos severos, causará la ablación de los rodamientos, la tensión de la superficie y el aumento de temperatura severo. La falla de lubricación afecta directamente la vida y la eficiencia operativa de los rodamientos, y también es un factor clave que afecta la eficiencia energética de la unidad general de la bomba.

Grietas y fracturas
En condiciones de trabajo duras, como alta temperatura, alta velocidad o carga desigual, las microcracks son propensas a ocurrir en los elementos de rodamiento o jaulas. Estas grietas se expanden bajo estrés repetido y eventualmente pueden causar fragmentación del elemento rodante o fractura de jaula. Especialmente en el caso de errores o vibraciones de centrado no tratados a largo plazo, el estrés de impacto en la estructura del rodamiento agravará el desarrollo de grietas, causando fracturas repentinas y luego hará que toda la unidad de la bomba se atasque o se dañe.

Corrosión de picadura
La corrosión de la picadura generalmente ocurre en áreas donde el lubricante no puede aislar de manera efectiva la superficie de contacto del metal. La alta presión local hace que la película de petróleo se rompa, y los metales traza directamente contactan y experimentan reacciones electroquímicas o microwelding, formando puntos de fusión locales. La corrosión de la picadura no solo reduce la calidad de la superficie de contacto del rodamiento, sino que también se convierte fácilmente en la fuente de inicio de grietas bajo carga de fatiga, y es uno de los posibles incentivos de fallas tempranas. La corrosión de las picaduras está estrechamente relacionada con la selección de material de los rodamientos, la calidad del lubricante y la contaminación por impurezas.

Daños por erosión electrolítica
En algunos sistemas de accionamiento del motor, si no se instala un dispositivo de aislamiento eléctrico efectivo, la corriente paralizada entre el eje de la bomba y el eje del motor puede formar una ruta a través del rodamiento. Cuando la corriente pasa a través de la superficie de contacto rodante del rodamiento, causará una pequeña descarga de arco, causando la ablación de la superficie, la fusión, las picaduras o la formación de ritmo, que se llama erosión electrolítica. El daño por erosión electrolítica generalmente se manifiesta como ruido anormal y puntos gris-negro en la superficie al comienzo de la operación de rodamiento, lo que afecta seriamente la precisión y la vida.

Daño de la jaula
La jaula se usa para mantener la trayectoria de separación y movimiento de los elementos rodantes, pero en condiciones como la lubricación deficiente, el desequilibrio del elemento rodante y los cambios repentinos de carga, la jaula puede deformarse, fractura por fatiga o atascarse. El daño en la jaula hará que los elementos rodantes se desvíen o se deslicen, agraven la fricción y el calor del rodamiento, y es una causa importante de la agitación del eje de la bomba y la mayor vibración del sistema.

Sobre calentamiento
El sobrecalentamiento de los rodamientos es una manifestación de falla común, generalmente causada por lubricación insuficiente, precarga excesiva, error de centrado, alta temperatura ambiente o selección inadecuada de aclaramiento de cojinetes. El sobrecalentamiento de los rodamientos no solo acelerará la oxidación y el deterioro del aceite lubricante, sino que también causará recocido de metal, reducción de dureza, expansión y deformación de las piezas, y eventualmente causan atasión o incluso estallido, afectando seriamente la operación segura de la bomba.

Daño inducido por la vibración
Debido a factores como la base débil, el acoplamiento excéntrico, el estrés de la tubería o la fuerza desequilibrada, el cuerpo de la bomba y su asiento del rodamiento pueden producir vibración continua o periódica. La vibración de alta frecuencia hará que el elemento rodante del rodamiento salte, el contacto desigual, el aumento de la fricción, inducirá la fatiga de las vías, las picaduras o los problemas de la jaula suelta, formando un círculo vicioso de vibración-dama de daño.

Daños por contaminación
Cuando el polvo, el vapor de agua, los restos de metal u otra materia extraña ingresan a la cavidad interna del rodamiento, contaminará directamente el aceite lubricante, aumentará el coeficiente de fricción y dañará la superficie de la vía de pista. La contaminación del rodamiento no solo proviene del entorno externo, sino que también puede ser causado por el envejecimiento del sello, el ensamblaje inadecuado o el ciclo de mantenimiento excesivo. El daño de la contaminación a menudo aparece como rasguños de partículas o puntos de erosión locales, que son difíciles de reparar y tienen un mayor impacto en la estructura general.

Falla causada por la desviación de la instalación
Durante el proceso de instalación de los rodamientos, si la fuerza se aplica incorrectamente, la posición de instalación se compensa y la fuerza de precarga de cojinetes se controla de manera inexactadora, es muy fácil causar una fuerza desigual sobre los anillos internos y externos, la deformación de la vía de ruta y la extrusión de la jaula. La desviación de la instalación también puede inducir ruido anormal, vibración y sobrecalentamiento en la operación inicial, acortando la vida útil del rodamiento. La instalación de alta precisión es un requisito previo importante para garantizar la vida del rodamiento.